浅谈高速摄像机的应用领域及其工作原理

2023-03-20 16:04:15

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高速摄像机应用领域非常广泛，主要表现在汽车测试、军工、航空航天、科研、实验室、工业等领域。

高速摄像机镜头

高速摄像机的工作原理：高速摄像机通过在很短的时间内完成对高速运动目标的快速、连续采样，再以常规速度放映时，所记录目标的变化过程就清晰、缓慢地呈现在眼前。高速运动目标受到自然光或人工辅助照明灯光的照射时会产生反射光，或者运动目标本身发光。这些光的一部分透过高速摄像机镜头，聚焦在相机内部图像传感器上，受驱动电路控制的传感器会对光信号进行快速响应，完成图像的光电转换。图像信息经处理后传输至电脑，再由电脑对图像进行读出显示。

高速摄像机与我们日常使用的普通摄像机不一样，它的优势在于我们可以选择不同的触发方式来记录物体高速运动轨迹的动态过程，捕捉人肉眼难以观察到的瞬间画面，并慢速、超慢速回放。

纹影摄影技术是近些年逐渐被大家认识的一种摄影技术，它的原理是利用气流对光波的扰动，将不可被肉眼看见的气流的变化，转化成可以被看见的图像。

借助高速摄像机和纹影仪可以拍摄爆炸时（或火焰燃烧时）的气流扰动状况。这个组合已被应用于多个领域，如：爆炸力学、燃料性能、内燃机火花塞、风洞等。然而拍摄气流扰动状况过程有一些难度，高速摄像机镜头要对准纹影装置镜头，其帧速率需达到5000fps以上。

高速摄像机不能用于长时间记录。原因是因为高速摄像机工作时，它可以在很短时间内，可能几秒钟就会产生大量，甚至几个G的数据，如果用于长时间记录，数据量是非常庞大的，这么庞大的数据在这么短的时间内高速摄像机是无法直接储存的，并且一般高速摄像机的内存都是在16G、32G、64G。换言之，就算可以存储，这么多的数据量会为后面的实验分析带来更大的困扰以及工作量。